（企业管理专业论文）实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究.pdf

i 叫济人学倾 蚵究生学位论文 摘要 由于现代社会经济系统的复杂性，经济运行中的不确定性因素越来越多，投 资项目所面临的风险也越来越大。传统的n p v 法评估投资项目的弊端越来越凸 现。或有选择权方法越来越受到重视，在项目投资决策、项目评估、企业并购、 市场营销、产品定价方面逐步形成了实物期权理论( r e a lo p t i o nt h e o r y ) 。 本文首先通过对实物期权理论概念、研究背景及其特点的分析，详细地介绍 了实物期权理论目前在国内外的研究进展、运用现状及其分类和定价，然后通过 对实物期权方法及其它各种传统投资决策评价工具适用范围及优缺点的比较分 析，突出了实物期权方法在评估项目的不确定性、捕获灵活性、处理投资的不可 逆性及反映项目的市场价值方面的优势及它适用的项目特征。 其次，运用动态规划法从简单的基本模型开始，通过对适用于大型交通基础 设施投资决策的实物期权基本模型的介绍，讨论了在价格不确定性下如何运用实 物期权法评估大型交通基础设施投资项目的价值和投资机会的价值以及它们之 阳j 的联系，从而得出最优投资决策规则，并对各参数进行了敏感性分析。然后讨 分别讨论了在价格与投资成本都不确定的条件下及考虑折旧情况下运用实物期 权法评估大型交通基础设施投资决策的最优投资决策规则。 再次，详细地介绍了实物期权的应用框架的构建，并阐述了实物期权定价的 实现过程及实物期权定价相关变量的确定，从而在如何构造及运用实物期权模型 方面提出指导性意见。 最后，以磁浮交通长达干线作为研究案例，根据磁浮交通长大干线投资建设 特点，详细地分析了磁浮交通长大干线投资过程中存在的不确定性，识别出磁浮 交通长大于线投资决策过程中拥有的各种期权。然后运用实物期权法对其进行了 实证分析。 关键词：投资决策实物期权大型交通基础设施不确定性战略投资风险 州济大学硕十邗f 究生学位论文 a b s t r a c t s i n c et h ec o m p l e x i t yo ft h es y s t e mo fm o d e m s o c i a l i t ya n de c o n o m y , i t t u r n su p m o r ea n dm o r eu n c e r t a i n t yf a c t o ri nt h eo p e r a t i o no fe c o n o m yt h ed r a w b a c ko f t r a d i t i o n a li n v e s t m e n te v a l u a t i o nm e t h o df o rp r o j e c t ，s u c ha sn pv ，b e c o m e sm o r ea n d m o r eo b v i o u s m o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni sp a i di n t ot h eo p t i o nm e t h o d n o wi nm a n y f i e l d ，s u c ha st h ei n v e s t m e n td e c i s i o nf o rp r o j e c t ，m e r g e & a c q u i s i t i o n ，m a r k e t i n g ， p r o d u c tp r i c i n ge t c ，i th a sc o m e t od e v e l o pt h er e a lo p t i o n t h e o r y f i r s t l y , t h r o u g ht h ei n t r o d u c t i o nt ot h ec o n c e p ta n dr e s e a r c hb a c k g r o u n do fr e a l o p t i o nt h e o r y a sw e l la si t sc h a r a c t e r i s t i c ，t h i s p a p e ri n t r o d u c e st h ep r o g r e s sa n d a p p l i c a t i o no f r e a lo p t i o nt h e o r ya sw e l la si t sp r i c i n g t h e nb y c o m p a r i s o nw i t ho t h e r t r a d i t i o n a li n v e s t m e n te v a l u a t i o nm e t h o d ，t h i sp a p e rp o i n to u tt h ec h a r a c t e ro ft h e p r o j e c tt h a tc a n b ea c c u r a t e l yh ee v a l u a t e db yr e a lo p t i o nm e t h o da n dt h ea d v a n t a g eo f r e a lo p t i o nm e t h o di ne v a l u a t i n gu n c e r t a i n t y , c a p t u r i n gf l e x i b i l i t ya n d d e a l i n gw i t ht h e r e c l a i m i n ga n dr e f l e c t i n gt h em a r k e tv a l u e s e c o n d l y ，t h r o u g ht h ei n t r o d u c t i o n i n t ot h ec a l c u l a t i o nm o d e lo fr e a l o p t i o n m e t h o df o ri n v e s t m e n td e c i s i o no fh u g et r a n s p o r t a t i o ni n f r a s t r u c t u r e ，t h i sp a p e ru s e d y n a m i cp l a n n i n gm e t h o d t oe x p o u n dh o wt ou s er e a lo p t i o nm e t h o dt oe v a l u a t et h e v a l u eo f h u g et r a n s p o r t a t i o ni n f r a s t r u c t u r ea n d t h ev a l u eo fi n v e s t m e n t o p p o r t u n i t ys o a st og e tt h eb e s tr o l eo fi n v e s t m e n td e c i s i o n t h e nt h i sp a p e rd i s c u s s e st h eb e s tr u l e o fi n v e s t m e n td e c i s i o nu n d e rt h es i t u a t i o nt h a tb o t hp r i c ea n di n v e s t m e n tc o s ta r ea l l u n c e r t a i na n d d e p r e c i a t i o ni si n c l u d e di n t h i r d l y ，t h i sp a p e rp a r t i c u l a r l yi n t r o d u c e st h ec o n s t r u c t i o no fa p p l i c a t i o nf r a m e o ft h i sk i n do fm e t h o da n dt h ea c h i e v i n gp r o c e s so fr e a lo p t i o np r i c i n ga n dh o wt o a s c e r t a i nt h er e l a t i v ev a r i a b l e ，w h i c hg i v e ss o m e g u i d e l i n ec o m m e n t0 1 3 h o wt o c o n s t r u c ta n du s er e a lo p t i o nm e t h o dt oe v a l u a t et h ep r o j e c tv a l u e a tl a s t ，t a k i n g m a g l v et r a n s p o r t a t i o na s a l l e x a m p l e ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h e u n c e r t a i n t y i nt h ec o u r s eo fm a g l v et r a n s p o r t a t i o ni n v e s t m e n ti nt e r m so ft h e c h a r a c t e r i s t i co fi t si n v e s t m e n ta n db u i l d i n ga n di d e n t i f i e sv a r i o u so p t i o nw h i c hi s a p p e a r e d d u et ot h ei n v e s t m e n to fm a g l v et r a n s p o r t a t i o n ，t h e nc a r r i e so u tt h e v e r i f i c a t i o nb y u s i n g r e a lo p t i o nm e t h o d 关键词： i n v e s t m e n t d e c i s i o n ，r e a l o p t i o n ，h u g et r a n s p o r t a t i o n i n f r a s t r u c t u r e ， u n c e r t a i n t y , s t r a t e g i ci n v e s t m e n tr i s k 声明 本人郑重声明：本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得成果，撰写 成硕士论文“实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分 析”。除论文中已经标注引用的内容外，对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中已明确方式表明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人 或集体已经公丌发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：潘小华 2 0 0 3 年1 1 月l o 同 实物期权在人型变通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 1 前言 1 1研究背景 传统的决策分析总是假定，人们会把不确定性同损失联系在一起，并且企图 加以回避，这种观念在我们的传统文化中表现的尤其突出。但是，随着新世纪知 识经济的脚步来临，我们开始面临越来越丰富的多样性，越来越多的不确定性， 而且很多最有价值的战略机会常常伴随着大量的不确定性。现实世界的投资似乎 对利率变化及税收政策的改变不太敏感，而对经济环境中的波动率及不确定性要 敏感得多。 在不确定的环境中，对于重要的战略性项目，通过内部的财务检验往往是行 不通的。因为传统的投资评价方法，虽然体现了资金的时间价值，而且评价只依 赖项目的预计现金流量，但由于内在的弊端使得它们无法被用来正确地评估不确 定性带来的投资机会的价值，从而往往低估了投资项目的价值。这些弊端主要表 现在： ( 1 ) 折现率的确定带有一定的主观性 认为公司和项目的风险是内生变量，可以通过投资行为分散风险，再用适当 的贴现率来反应那些无法分散的系统风险，而事实上，项长期投资的整个受益 期内，风险既有内生风险，也有来自企业外部的风险，很难确定一个可以反应所 有不确定性的贴现率。对高风险项目企图采用高折现率的方法来回避风险，它的 折现率带有一定的主观性。 ( 2 ) 投资的不可推迟性 传统投资评价法的内在假设认为投资是不可以推迟的，要么立刻投资，要么 永远放弃，一旦投资，项目将持续到最后不能中止，这样就限制了投资时间选择 的灵活性和经营者的能动作用，而事实上投资者具有延期投资决策的权利。 ( 3 ) 项目未来状态的可测性 传统投资评价法假设投资项目未来的状态是确定的或是可测的，而事实上投 资项目本身具有不确定性。 ( 4 ) 忽视管理的灵活性 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 传统投资评价法从静态的角度考虑问题，把管理者的行为看成是僵硬的，忽 视了管理者的主观能动性，管理方面的灵活性。 ( 5 )是一次性的决策方法 传统投资决策方法没有考虑投资项目会创造后续投资机会的价值，经常一项 投资单独考虑是不经济的，事实上它能创造一些新的投资机会。如果将来市场条 件转为有利时，它能使公司着手其它投资。在企业投资决策的实践中，大多数项 目的投资决策都不是孤立的一次性决策，而与前后各阶段投资决策有着价值继承 关系，每一阶段的决策起始于以前阶段决策的执行结果，也将是后续阶段投资决 策的起点。 这些假设使传统投资分析工具在评价实物投资中忽略了许多重要的现实 影响因素( 诸如投资项目未来的不确定性、信息不对称等) ，因而在评价具有经营 灵活性或战略成长性的项目投资决策时，比如企业的一些战略投资如基础建设、 新产品开发、经营许可证、收购等，就会导致这些项目价值的低估、甚至导致错 误的决策。因此，有许多问题不能运用传统方法解决，在这种情况下，经营者只 能凭借自身的经验和直觉做出各种决策。而实物期权方法( r e a lo p t i o n a p p r e a c h ) 的出现为解决这些难题提供了契机。 实物期权是以期权概念定义的现实选择权，它是从金融期权衍生过来的， 是指公司进行长期资本投资决策时所拥有的、能根据决策时尚不确定的因素改变 行为的权利，是与金融期权相对的概念。实物期权方法是金融期权理论在实物( 非 金融) 资产期权上的扩展，它是金融期权定价理论与方法在实物投资领域的运用。 金融期权定价理论和方法是2 0 世纪7 0 年代末出现的对会融投资价值评估 的一种新方法，该方法充分考虑了其标的物( 资产) 的不确定性。从2 0 世纪8 0 年代起，不少学者已着手研究如何利用金融期权理论对实物期权( r e a l o p t i o n ) 进行评估，并取得了不小的进展，例如r m c d o n a l d 与d s i e g e l ( 1 9 8 3 ) 研究了投 资估值问题，m j b r e n n a n 与e s s c h w a r t z ( 1 9 8 5 ) 研究了近海储油地带租约的期权 价值，t , k a s l o w 与r s p i n d y c k ( 1 9 9 4 ) 研究中心电站规划灵活性的定价问题等，这 些研究成果为实物期权理论在项目投资领域的应用提供了新的方法和思路。运用 实物期权方法进行投资项目决策的关键在于分析投资项目中所蕴合的期权价值， 项目中的期权价值是指现在的投资项目所创造的未来投资机会。投资机会给与投 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 资者一种权力，付出项目的初期支出，得到一个建成的项目。投资机会恰如一个 美式看涨期权( a m e r i c a nc a l lo p t i o n ) ，一个美式看涨期权给予投资者一种权利， 在一定的时间里付出期权的执行价格，得到期权的标的资产，对项目投资者来说， 标的资产可以看成是建成的项目，执行价格是初始投资支出，有效期是投资机会 可以推迟的时恻，与美式看涨期权一样，只要标的资产具有不确定性，投资机会 就有价值。 自从7 0 年代以来，财务金融理论和实践的发展表明，传统方法在投资决策 中的缺陷越来越明显。期权方法越来越受到重视，在证券定价方面形成了期权定 价理论( o p t i o np r i c i n gt h e o r y ) ；在投资决策、项目评估、市场营销、产品定 价方面则形成了实物期权理论( r e a lo p t i o nt h e o r y ) 。 与传统的评估方法相比，实物期权方法具有很大的优点，主要表现在这种方 法适用于对具有战略意义的项目的评估。传统方法对战略投资决策问题往往得不 到准确的结果，要么低估项目价值，从而造成战略时机的丧失：要么投资时机选 择不当，造成项目损失。因为战略性投资项目往往具有较高的不确定性和灵活性， 这些不确定性有技术方面的，也有市场及其他方面的。在这种情况下，就要发掘 战略灵活性，对不确定性进行管理。按照传统的观点，不确定性越高，资产价值 越低。而实物期权法则认为：假如能够辨明和使用对应于发展中事件的柔性期权， 那么增加的不确定性能够带来更高的价值( 见图i - i ) 。 不确定性 图i - i 不确定性增加价值 实物期权待：火型交通拱础设旌投资决策中的应用研究及其实证分析 实物期权方法更实际地考虑了投资的不可逆性，尊重了管理者的经营灵活 性，有效地处理了投资所面临的不确定性，抓住了被传统n p v 法所忽略的期权 价值，更真实地描述了投资本质。因此，实物期权法可以比较正确地分析这种管 理的灵活性，从而可以正确评估投资项目的价值，准确选择投资和市场进入的时 机，分析得出最优投资结构以及投资额。实物期权方法在国外的企业经营中得到 越来越广泛的应用，从早期在自然资源开采和能源开发方面的应用，到如今在新 产品研究与开发，产品定价，设备与技术升级，兼并收购等方面。 目前，国外对实物期权方法的研究已经非常广泛深入，它的应用也已经在逐 步展开，国内对它的研究还处于起步阶段，系统的理论成果还不多。对许多人而 言，实物期权是个全新的概念，尤其是把它运用于具有战略意义的大型交通基础 设施的投资分析几乎还是首例。 大型交通基础设施具有投资额大，建设周期长、社会影响面大等特点，往 往采用多阶段投资建设或分段投资、分段建设来进行连续投资。在项目开发过程 中，每一阶段的完成都赋予企业完成下一阶段投资一种期权。传统的折现现金流 法( d c f 发) 无法对这些期权的价值进行正确地评估，从而往往低估了项目的 价值；而实物期权方法正好为这些投资期权价值的评估提供了一种可行的数量分 析工具，从而更贴近实际地评估项目的价值。 1 2 研究的理论基础 1 2 1 实物期权理论的研究进展 在1 9 7 3 年，美国芝加哥大学的b l a c k 教授与s c h o l e s 教授在美国政治经济 学杂志上发表一篇名为“期权定价与公司负债”的论文，同年，美国哈佛大学 的m e r t o n 教授则在另一刊物“贝尔经济与管理科学杂志”上发表了另一篇关于 期权定价的论文期权的理件定价理论，这两篇论文奠定了期权定价模型的理 论某础。由于b l a c k 、s c h o l e s 、m e r t o n 的创造性工作，理论界与实业界逐步将金 融期权的思想和方法运用到企业经营中来，并开创了一项新的领域实物期 权。现在实物期权已从定义、分类、定价形成了一个体系。1 参见实物期权理论及其应用。黄健柏 钟美瑞。经济管理新管理。2 0 0 2 年第1 2 期。 4 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 早在1 9 7 3 年b l a c k 和s c h o l e s 发表论文时就指出：金融期权是处理金融市 场上交易的金融资产的一类金融衍生工具，而实物期权是处理一些具有不确定性 投资结果的非金融资产的一种投资决策工具。因此，实物期权是相对金融期权来 浣的、它与金融期权相似但并非相同如实物期权的标的资产是某个项目，它不 存在交易市场，而盒融期权的标的资产是期权、期货、债券等可以上市交易的金 融工具。同时，a m r a m 和k u l a t i l a d a 也指出：实物期权是项目投资者在投资过程 中所用的一系列非余融性选择权( 推迟提前、扩大缩减投资获取新的信息 等) 。这一定义除了考虑现金流时间价值为基础的项目价值外，它充分考虑了项 目投资的时间价值和管理柔性价值以及减少不确定性的信息带来的价值，从而能 够更完整地对投资项目的整体价值进行科学的评价。因此实物期权也是关于价值 评估和战略性决策的重要思想方法，是战略决策和金融分析相结合的框架模型。 它是将现代金融领域中的金融期权定价理论应用于实物投资决策的分析方法和 技术。自产生来，实物期权理论已广泛地运用在自然资源投资、海上石油租赁、 柔性制造系统等涉及资本预算的研究领域。 随着实物期权定价理论的发展，实物期权已得到了广泛的应用。它对具有 高风险、不确定性环境下的项目投资决策提供了一神切实可行的评价工具。根据 实物期权理论，一个项目的价值应为： v = 项目n p v 十灵活性价值十战略价值2 其中灵活性价值用灵活性期权分析，即用延迟期权、转换期权、弃置期权、 规模变更期权对投资项目决策进行分析。灵活性期权使得公司得以在未来调整投 资计划，用于对项目或某项投资决策中包含的灵活性因素的价值进行挖掘，以帮 助决策者识别风险、管理风险，选择最佳的投资时机，从而更好地评估投资项目 和管理项目。战略价值则用成长性期权来分析，它赋予企业提高未来生产能力或 竞争力的机会绒可能性，其价值通常体现在企业一系列后续投资机会的价值基础 上，即依赖于它所能生产的新的选择机会的价值。因此，成长性期权往住被作为 复合期权来研究。在战略价值上国内有许多学者进行了深入的研究。一是实物期 权应用于研发投入( r d ) 上，雷星晖等人用实物期权理论研究了在竞争环境下企 业r & d 的投资决策问题，韩隽等人用实物期权研究了融资结构对r & d 项目期 2 参见现实期收方法及实证分析。陈劲，谢联哼，孟繁。科学学与科学技术管理。2 0 0 1 年7 月 5 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 权价值的影响；二是实物期权应用于兼并收购( m a ) 上，齐安甜和张维研究了 企业并购投资的期权特征及经济评价；三是实物期权应用于风险投资上。谭跃和 何佳研究了实物期权在中国3 g 牌照的价值分析：此外实物期权还可以应用于网 络公司的分析中，用于评价高科技战略投资。随着期权定价的发展，实物期权理 论的成熟，实物期权的应用会更广泛。 1 2 2 实物期权分类 运用实物期权方法进行项目评估的第一步工作是确认项目所含的各种期权 以及其赋予决策者的权利。按照项目所含期权的数目，实物期权可分为单一期权 ( s i n g l eo p t i o n ) 和复合期权( c o m p o u n do p t i o n ) 。单一期权可分为三类：增长 期权( g r o w t ho p t i o n s ) 、延迟学 - 3 期权( d e f e r r a l l e a r n i n go p t i o n s ) 和放弃期权 图1 - 2 期权的分类 增长期权( g r o w t h o p t i o n s ) 实物期权诅：人型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 增长期权是研究最早最多的实物期权，它涉及公司管理者从整体战略角度考 虑决策。一个项目的投资价值并不仅限于自己产生的现金流入，有时更在于通过 此项投资，可以获得信息。当信息给出项目具有肯定增长的回答时，公司将拥有 继续投资的机会，从而可能获得很大的收益；若信息给出否定的回答，公司可终 止投资使损失尽可能的小。这种投资机会的不对称，即有权利而非义务继续投资， 企业可能获得的收益与可能遭受的损失相比差距很大。这种投资机会本身具有的 价值就是增长期权的价值。根据实物期权增长的特点，它可进步细分为三种情 况，即扩大规模增长期权( s c a l i n gu p ) 、转换增长期权( s w i t c h i n gu p ) 和范围拓展增 长期权( s c o p eap r o j e c t ) 。 扩大规模增长期权( s c a l i n gu p ) 是指当市场增长时，通过成本效益连续投 资，早期项目的进入能够为后来扩大规模奠定基础。s w i t c hu p 指对第一代产品 或技术的迅速介入会给公司转向下一代产品或技术以优先的地位；而s c o p eu p 是指在一个行业中对所拥有的资产投资能够使公司有效进入另个行业。 延迟学习期权 延迟学习期权指的是延迟投资以获得更多的信息或技能，使得企业的财务 资源随着市场环境的变化而有效利用。延迟学习期权相当于看涨期权，企业投 资的大部分为沉淀成本，如果企业可获取更多的信息之后再投资，即企业能够延 期投资，这时企业等于拥有看涨期权，其执行价格为投资成本。投资权的持续时 间较长时，延迟期权的价值较大，在投资时有必要加以考虑。若较早投资，则意 味着丧失了等待的权力，这项延迟期权的价值应视为进行投资的附加机会成本对 投资的价值进行调整。延迟学习期权可细分三类：即等待期权、分期投资期权、 柔性期权。 1 等待期权 管理者可以在实施投资之前选择等待而不是立刻投资，以便获得新的市场信 息，降低不确定性，从而选择最佳投资时机。这种期权是一个典型的美式看涨期 权。比如房地产开发商在获得一块土地的开发权后，等待相邻地块开发完善后再 丌发，以获取更高利润。 2 分期投资期权 分期投资期权也可称为时间累积型期权，管理者可以将投资项目划分为若干 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 不同的阶段，根据实际投资环境决定是否继续投资。环境变好时可以进一步追加 投资：投资环境变差项目无利可图时选择放弃。每一个分步投资就相当于拥有了 一个对下一步投资的美式看涨期权，这些一连串的投资机会形成了一个复合期 权。 3 柔性期权 当今的市场可称得上瞬息万变，如果个项目只能使用特定的原材料，生产 特定的产品，当原材料供应不上或产品需求减少，原材料价格上涨或产品价格下 降时，企业容易陷入经营上的困境。相反，如果一个项目在期初设计时就考虑了 可以使用多种原材料、生产多种产品，或能与其它不同产品兼容，当市场状况变 化时就可以方便地转向使用另一种较便宜的原材料、或生产市场更需要的产品， 这就是柔性期权。例如，对于可采用煤油或天然气为燃料的锅炉，可以在煤油价 上升时转换成燃气。转换期权是看涨和看跌期权的组合，两种期权执行时的转换 成本可以看作是执行价。 放弃期权 当市场状况非常糟糕时，管理者可以提前结束项目以获取项目的清算价值。 这种实物期权相当于是以清算价值为执行价格的美式看跌期权。对于不确定性非 常大的连续投资项目来说，一旦出现不利结果，就可以执行放弃期权，节省不必 要投资。 放弃期权根据情况也可分为三小类：即缩小规模期权( s c a l ed o w n ) ：如果新 信息改变了期望的效益，则部分收缩或关闭项目；转向期权( s w i t c h d o w n ) ：当获 得新的信息时，放弃原来的项目而转向效益更好和更灵活的投资领域：范围收缩 期权( s c o p ed o w n ) ：当一个商业机会没有进一步的潜力时，缩小运作范围或放弃 项目运作。 在真实项目投资中，实际的资本投资是由一系列投资组成的，在任何一个投 资阶段，当出现不利情况时，都有放弃继续投资的权利。这种放弃投资的权利在 建设期较长、风险较大的项目中有较高的价值。 以上讨论的几种基本期权是相对独立的，他们可以组合形成多种不同的期 权，即所谓的复合期权。例如增长期权与延迟期权的组合等等。对一个研究开发 项目投资的公司可购买使最终产品商业化的期权和从事随后研究开发项目以开 实物期权拒人型交通基础1 5 施投资决策中的应用形f 究发其实证分析 发未来一代相关产品的期权。这些后续研究开发项目本身含有商业化和进一步发 展的机会，从而导致称之为增长阶梯的复合期权。实物期权可依赖于多种不确定 性来源，例如，使一个研究丌发项目商品化的期权的价值至少取决于两种不确定 性因素：技术的不确定性( 科学家能成功开发产品吗? ) 和市场的不确定性f 对这一 新产品的市场需求是什么? ) 。像这种涉及两种不确定性因素的期权常称之为彩虹 期权( r a i n b o wo p t i o n s ) 。复合期权简单说就是执行一种期权井产生另一种期权以 及现金流的期权。通常它涉及继续或阶段性投资，即第一次投资使公司获得第二 次投资的权利而不是义务，继而又获得第三次、第四次投资的机会。在现实商业 和决策中，复合期权与实际情况更为贴近一些，处理起来也复杂得多。 1 2 3 实物期权定价( r e a lo p t i o np r i c i n g ) 3 由于实物期权的标的资产是某个项目，而项目本身不存在交易市场，因此也 就不存在套利和复制的问题。可是期权定价的基础是无套利原则。这本质的区别 似乎是标准的金融期权的定价模型不能用于实物期权的定价。幸运的是s p m a son 和r c m c r t o n 的理论研究表明：在与标准的折现现金流( d c f 法) 相 同的假设下，可以用推导标准的期权定价模型的方法来建立实物期权的定价模 型，这就是说尽管实物期权不存在交易市场，但其定价过程仍然可以按照金融期 权定价的基本思路进行。其后，d i x i t 与p i n d y c k 指出实物期权定价的理论模型同 样建立在非套利均衡的基础上，其核心思想在确定投资机会的价值和最优投资策 略时，投资者不应简单的使用主观的概率方法或效用函数，理性的投资者应寻求 一种建立在市场基础之上的使项目价值最大化的方法。根据期权定价的核心思 想：复制技术，实物期权定价的关键是在资本市场上寻找一个与所要评价的实际 资产或项目有相同风险特征的可交易证券，称之为“孪生证券”，并用该孪生证 券与无风险债券的组合复制出相应的实物期权的收益特征，就可以按照建立 b 1 a c k - - s c h o l e s 期权定价模型的同样思路，利用孪生证券的有关资料作为实物资 产价格及其波动率等信息的替代。首先建立起实物资产价格的随机走动模型，然 后推导出实物期权价值运动所遵循的偏微分方程，最后进行求解，得到实物期权 的定价模型。按照期权定价理论，可以采用离散模型和连续模型两种方式对实物 参见实物期权理论及e 心用* 。好链柏钟燕瑞。经济管理新管理。2 0 0 2 年第1 2 期。 9 实物期杖往人坚交通皋础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 期权进行估价。采用离散模型的估价方法是利用证券市场和现金资产的组合来复 制项目现金流，通过交易市场信息，利用无套利均衡分析方法对项目进行估价。 它的定价模型与金融期权的二项式定价模型相对应。于是可以按照构造金融期权 二项式模型的同样思路，导出实物期权的二项式定价公式。构造如下： 首先用孪生证券股票和无风险债券的组合来复制实物期权，即做以下的投资 组合：以s 的价格买入n 股孪生股票，同时借入金额为b 的无风险债券，组合 的价值为n s b ，一年以后该组合的价值相应有两种可能：是以概率q 变为 n s - ( 1 + r ) b ，一是以1 - q 变为n s z - ( 1 + r ) b 。如果要求实物期权在一年以后的价值 与该组合的价值相同，即： e 1 = n s l ( 1 + r ) b ：e 2 = b s z - ( 1 + r ) b 则可解得所需赔买孪生股票数n 和借入无风险债券数b ，即： n = ( e 1 一e 2 ) ( s 1 s 2 ) b = ( n s 2 e 2 ) “1 + r ) 因此在无套利机会的假设下，实物期权当前的价值应当等于组合资产的价 值，即： e = n s b = p e l + ( 1 - p ) e 2 】( 1 + r ) 其中p = o + r ) s s 2 ( s 1 一s 2 ) ，它为风险中性概率，只与孪生证券的状态有 关，而与实物期权类型无关。 这样，只要我们给出实物期权价值在期末的可能取值e - 和e ：( 它与实物期 权的类型有关) ，就可以利用上式得到其当前的价值e 。 采用连续方法分析就是引入随机过程和ito ( 伊腾引理) 对实物期权进行分 析，从而导出实物期权连续定价模型。假定实物期权的标的资产价格v t 服从几 何布朗运动方程，即： d v t = 珩( 一r p ) d t + v t o d z t 其中为孪生证券的均衡期望报酬率，尼p 反映且与非交易的实物资产期望 报酬率之差，d z t 是w i e n e r ( 维纳过程) ，且d z t = e a t ，e 满足标准正态分命、于 是在b l a c k - - s c h o l e s 模型相同假设下，可以导出单个实物期权的价值f t 满足下 列偏微分方程： o 实物期权在火型交通基础醴施投资决策中的应用研究发其实证分析 1 - - o - 2 f ”( k ) + ( y r p ) v r f ( ) + f ，( 一) 一归叶 z 因此、连续分析方法的思路就是设法得到上述方程的解。根掘这个思路 m c d o n a l d 和s i e g e l 给出了可延迟项目的评价方法与停起期权的连续定价方法， m y e r s 等人给出了放弃期权的连续定价模型。此外，c a n 讨论了分阶段投资期权 的定价问题，k e n s i g e r 和k u l e t i l a k a 研究了转换期权的定价问题。总之，随着金 融数学在金融理论中的应用，实物期权的定价模型越来越细分化。从以上的分析 可以看出：实物期权定价的基本思想是通过与金融期权的对称关系，在令融市场 上找到相应的孪生证券，通过二项公式与b s 模型予以解决。 1 3 研究主要内容及研究目的 项目投资分析决策的基本目标是在不确定和竞争的环境下，正确地选择投 资方向和投资项目，以实现企业有限资源的最优配置和企业价值最大化，为实现 这一目标，企业的决策必须对各种投资机会或项目做出科学、合理、及时地评价。 一个项目的生命期大体可分为几个阶段：可以缓冲的时间段、建设期、运 行期。在这几个时间段各种灵活的管理决策都会对项目价值产生影响( 图1 3 ) 4 。 l 卜建设期一l 卜经营期_ l t lt 2t 3t 4 _ _ _ r _ 一 可缓冲期可放弃可紧缩、可扩张可转换、可放弃 图1 3 项目投资按时间段的管理柔性示意图 整个项目开发过程中，首先是企业有权选择项目投资开始时间，也就是蜕， 企业可以根据实际的市场等环境变化，采用灵活的决策，决定是立即投资还是等 待新的信息获得以解决项目面临的不确定性；决定投资后，项目进入建设期，在 投入一定资金后，如果发现市场等条件发生巨大变化，继续投资会造成更大损失， 决策者就可以相应地做出放弃项目投资的决定，把损失控制在有限的范围内，也 可以根据市场情况适时调整建设规模；进入运行期后，项目的经营管理便具有了 4 参见期权定价理论在企业项目投资评估中的运用。张维、安瑛晖。石家庄经济学院学报，2 0 0 1 年6 月第2 4 卷，第三媚。 1 1 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 更大的灵活性，决策者可以根据市场等条件变化，适时采取扩大生产、紧缩生产、 改变生产、放弃生产等手段实现项目价值最大化。这些管理柔性显然是有价值的。 大型交通基础设施往往采用多阶段投资建设或分段投资、分段建设来进行 连续投资。在项目开发过程中，每一阶段的完成都赋予企业完成下一阶段投资一 种期权。如果全部项目整体价值下降，或完成投资的预期成本上升，则企业具有 暂时或永久停止投资的权力或能力。 因而，本课题从大型交通基础设施的特点出发，结合实物期权理论，刘大 型交通基础设拖投资决策进行建模分析，把理论与实践有机结合，采取比较研究 分析和实证研究分析相结合的方式，通过本人对实物期权理论的深入研究和大量 现有资料的总结，从影响投资评估的不确定性和灵活性等方面系统地介绍了实物 期权的优缺点、适用范围并对它的应用过程进行了设计，从而将实物期权投资 评估模型引入大型交通基础设施投资决策之中进行实证分析。 本课题的主要研究内容将涉及以下几个方面： 1 实物期权理论的研究背景、研究进展及运用现状； 2 现有各种投资决策理论的研究现状、它们各自的优缺点、决策准则的适用 范围及它们之间的联系与区别 3 实物期权理论的来源、种类、适用范围 4 适用于大型交通基础设施投资决策的实物期权模型、计算结构及各变量的 定义、假设。 5 实物期权的应用过程设计( 包括构造理论框架、识别、选择期权定价模型、 选择参数、计算期权价值、结果的检验及纠正、必要时的再设计) 6 实证分析( 案例) ( 包括实证分析的背景及目的说明、模型的构建、数据来 源、实证分析、评价) 具体的研究技术路线见图1 4 。 实物期权扫：大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 i 实物期权理论研究与运削现状分析i 量 i 传统投资决策评价方法与实物期权 评价方法的比较分析 i 薹 大型交通基础设施投资决策的 实物期权分析 萋 实物期权应用过程设计 基于实物期权的磁浮交通跃大干线投 l资决策实证分析 l 总结与展望 图i 4 论文采用技术路线示意图 目前，国外对实物期权方法的研究已经非常广泛深入，它的应用也已经在逐 步展开，国内对它的研究还处于起步阶段，系统的理论成果还不多。对许多人而 言，实物期权是个全新的概念，尤其是把它运用于具有战略意义的大型交通基础 设施的投资分析几乎还是首例。本文通过对实物期权理论有关概念及相关模型的 介绍，通过构造实物期权应用框架和实证分析，为我国交通基础设施战略投资决 策问题提供一种切实有效的数量分析方法，从而为其它类似战略性项目的投资决 策提供一种可以借鉴的正确的方法。 本章小结 本章通过对实物期权理论概念、研究背景及其特点的分析，详细地介绍了 实物期权理论目前在国内外的研究进展、运用现状及其分类和定价，从而引出本 文的主要研究内容、研究技术路线及研究的目的。 实物期权在大型交通基础设施投资决策中的应用研究及其实证分析 2 传统的投资决策评价方法和实物期权评价方法的比较分析 2 1 各种传统投资决策评价工具的比较分析 传统的投资决策分析方法，主要有投资回收期法、贴现现金流法d c f 、敏 感性分析法、蒙特卡罗模拟法等方法，它们在相对稳定的环境中发挥过很大的作 用。然而传统方法在处理风险和不确定性条件下的投资决策分析却存在着许多问 题。虽然他们当中有些方法引入了资本资产定价模型( c a p m ) 等风险处理方法 以技术性决策等灵活性决策方法，但没有认识到资本投资的三个主要特征及其相 互之间的影响。在未来高风险、高不确定性条件下，它们有着理论自身内在的缺 陷，因而有着很大的局限性。 ( 1 ) 投资回收期法( i r p ) 回收期是指投资引起的现金流入累计到与投资额相等所需的时间。它代表 收回投资所需的年限。般而言，投资回收期越短越好。它使过去评价投资方案 最常用的方法，目前作为辅助方法使用，主要用来测定方案的流动性而非盈利性。 它的主要优点是：其简单和易用性，同时对小型企业可以帮助其对资金的 迅速回收作出评估。 主要缺点是：没有考虑现金流量的时间价值，没有考虑项目还本期后的现 金流量，难以确定一个“正确”的回收截止期，以保证投资项 目的选择可以使公司价值最大化。事实上，有战略意义的长期 投资项目往往早期投资收益较低，而中后期收益较高，回收期 法优先考虑的是急功近利的项目，可能导致放弃长期成功的方 案。 ( 2 ) 贴现现金流法( d c f 法) 贴现现金流法d c f 的传统应用原则是由评价债券、股票消极投资价值发展 来的，是建立在消极管理假设的论断之上的，它在评价项目时没有考虑管理者所 拥有的诸如延迟投资、放弃项目、变更项目等灵活性选挥权的价值。 贴现现金流法主要包括净现值法n p v 、内部收益率法i r r 、现值指数法等。 5 参见投资项目的传统评价方法和现实期权评价方法的比较分析。谢联恒，盂袈。科技管理研究。2 0 0 年第二期， 1 4 实物j l 【j 杈“人型交通箍础设施投资决策中的应用研究技其实m f 分析 它的具体做法是首先估计、预测项目寿命期间现金流，并加以适当调整，然后以 一个合适的贴现率将现金流折成现值并据以评价项目。因此，d c f 法主要的内 在局限是： 忽略了积极主动的管理相对于消极被动的管理所具有的灵活性的价值， 即忽略了投资项目中的经营柔性。积极主动的管理能够更好地适应不确 定情形下风险逐渐暴露的特性，能够及时根据变化的环境条件随机应 变，能够统筹全局，把握全局性、战略性的价值，从而使企业获取最大 收益并避免、限制损失。 合适的贴现率的确定是个难题，d c f 法人为地确定贴现率( 预期回报率) ， 有着很大的主观性。不同的投资者对风险的偏好不同，其预期回报率的 期望值亦不同。因此，建立一个贴现率统一的合理标准实际上是一个难 题。 项目现金流如何估算、调整，亦是一个难题。竞争对手、税收、通货膨 胀等外部因素及其它不同项目对项目的影响是很大的，d c f 法却无视这 些影响，依旧静态地、封闭地进行决策分析。 假设前提存在缺陷。d c f 法的隐含假设之一是一种完全信息的假设。它 将所有的未知信息简化成已知信息来处理，这种方法大大增加了决策的 风险。d c f 法的另两个假设是投资是可逆的和不可延缓的，这与实际情 况往往相反。 ( 3 ) 敏感性分析法( s a ) 敏感性分析是研究项目建设的主要影响因素( 如产品售价、产量、经营成本、 投资等) 发生变化时，所导致的项目经济指标( 内部收益率、净现值等) 的变化幅度， 分析这些指标的变动对实现预期经济效益目标的影响程度，从而判断外部条件发 生变化时，投资项目的承受力。它可以提高决策准确性，启发评价者对较为敏感 的因素重新分析研究，提高预测的可靠性；并有利于方案的优选。敏感性分析可 以从决定现金流的诸多可变因素( 项目寿命期、残值、产品价